Particle swarm optimization applications in power system engineering

Abstract

This thesis presents the application of the Particle Swarm Optimization technique to several power systems engineering problems. In particular, the Unit Commitment, Reactive Power Dispatch, State Estimation, and Power System Restoration problems have been addressed in this work. These optimization problems come from two main areas within power systems engineering: Operations Planning and Generation/Transmission Operation. The problems considered in this work had not been previously addressed using the Particle Swarm Optimization technique. Therefore, the work presented in this thesis represents a major contribution to the application of modern heuristic techniques in the power systems engineering area. All problems considered in this work were properly formulated as nonlinear optimization problems subject to the applicable constraints. The proposed solution methodologies were validated and tested using well known and/or standard test systems. The results obtained compared favorably with those already available, thus showing the effectiveness and applicability of the Particle Swarm Optimization technique for solving complex power engineering problems.

Esta tesis presenta la aplicación de la técnica de Optimización del Enjambre de Partículas a varios problemas de ingeniería en sistemas de potencia. En detalle, lo problemas de comisión de unidades, despacho de potencia reactiva, estimación de estado y restauración de sistemas de potencia han sido tratados en este trabajo. Estos problemas de optimización provienen de dos áreas principales dentro de la ingeniería en sistemas de potencia: Planificación de Operaciones y Operación de Generación/Transmisión. Los problemas considerados en este trabajo no habían sido tratados previamente usando la técnica de Optimización del Enjambre de Partículas. Por lo tanto, el trabajo presentado en esta tesis representa una contribución importante a la aplicación de técnicas heurísticas modernas en el área de ingeniería en sistemas de potencia. Todos los problemas considerados en este trabajo fueron formulados como problemas de optimización no lineales conforme a las restricciones aplicables. Las metodologías de solución propuestas fueron validadas y probadas usando sistemas bien conocidos y/o sistemas estándares de prueba. Los resultados obtenidos compararon favorablemente con los ya disponibles, demostrando así la eficacia y la aplicabilidad de la técnica de Optimización del Enjambre de Partículas para solucionar problemas complejos de ingeniería en sistemas de potencia.